Сварка меди в домашних условиях: технологии и материалы
Качественная сварка меди в домашних условиях
Перед тем как рассмотреть процесс сварки меди, необходимо несколько вспомнить курс школьной физики. Не стоит удивляться, ведь без теоретических знаний ни один человек не может освоить в полной мере весь процесс сварки медных изделий. Прежде всего, вспомним, что медь отличается очень высокой теплопроводностью. А вот температура плавления меди существенно ниже, чем соответствующий параметр стали. Из всего этого следует, что сварка меди будет существенно отличаться от сварки стали. Проще говоря, в процессе сварки быстро будет нагреваться не только непосредственное место сварки, но и вся деталь.
Сварка неплавящимся электродом.
Кроме того, при сварке в домашних условиях нужно будет очень точно чувствовать момент расплавления металла, так как малейшая неосторожность приведет к прогоранию меди.
К тому же расплавленная медь обладает и иными негативными для сварщика моментами: металл в таком состоянии обладает довольно высоким уровнем текучести, который обусловлен его высокой плотностью.
Второй момент имеет химическую направленность: медь в расплавленном состоянии очень быстро вступает во взаимодействие с газами, что приводит к появлению различных соединений меди в местах сварки.
Из перечисленных свойств необходимо сделать несколько важных выводов:
- Время сварки должно быть очень коротким, чтобы вся деталь не успевала прогреваться.
- Сварку необходимо вести при очень высоких температурах, но концентрировать направление теплового потока именно в место сваривания.
- Быстрое охлаждение мест сварки является одним из важных факторов.
Разобравшись с теорией, можно переходить к вопросу о том, как произвести сварку меди в домашних условиях. Существует несколько способов сварки меди. Так как они принципиально отличаются, то их рассмотрение необходимо вести отдельно.
Газовая сварка меди, технологии и материалы
Это, пожалуй, самый распространенный метод сварки. К тому же сварочный шов обладает отличной прочностью, что и делает такой метод востребованным и популярным. Для такого способа сваривания вам необходимо иметь:
Электродуговая сварка.
- баллоны с ацетиленом;
- газовые горелки;
- медную проволоку;
- асбест.
Заметим, что если толщина медной детали не более 10 мм, то сварка может вестись и одной горелкой. При большей толщине необходимо использовать одновременно две горелки: вторая будет применяться для подогрева. При этом для уменьшения оттока тепла необходимо использовать асбестовые листы. Для сварки лучше использовать обычную электротехническую медную проволоку, которую предварительно зачищают от лаковой или иной изоляции. Если такая медь уже была заготовлена заранее, то ее следует зачистить. То же самое рекомендуется сделать и с краями деталей, где будет вестись сама сварка. Этот момент нельзя игнорировать, так как он уменьшает вероятность образования закиси меди.
Итак, вы все подготовили и полны решимости вести сварку меди в домашних условиях. Приступаем: прогретые места сваривания, находящиеся в непосредственной близости друг от друга, стараемся не перегреть. Концентрированное пламя направляем непосредственно на саму проволоку (ее край) перпендикулярно шву. Следим за тем, чтобы проволока плавилась раньше краев детали, и не прекращаем процесс, пока не будет выполнен весь шов. Прерывание в работе почти всегда приведет к перегреву определенных областей детали и образованию на них трещин и закиси меди. И то и другое вам совершенно не нужно. Полученный шов следует проковать. Для малой толщины деталей проковку следует вести в холодном состоянии. При толщине деталей более 5 мм проковку проводят при температуре около 200 градусов. Температура детали может быть и выше, но следует помнить, что при 500 градусах проковку вести нельзя, так как формируется зернистость металла и он является очень хрупким. Сваренный и прокованный шов рекомендуется отжечь при температуре около 500 градусов и быстро остудить с помощью погружения в воду. Сварка меди на этом завершена.
Аргонно-дуговая сварка меди
Самодельный сварочный аппарат для сварки на постоянном токе.
Ее проводят с помощью сварочного аппарата при постоянном токе и используют при этом вольфрамовый неплавящийся электрод. Сварка напоминает обычное паяние: вольфрамовый электрод нагревается до очень высокой температуры, за счет чего быстро плавится медь. Самый важный момент при такой сварке – быстро остужать места сваривания. Для этих целей используется аргон. При такой сварке может использоваться все та же медная проволока, предварительно зачищенная от налета оксидов. Если толщина свариваемой меди большая, то сварка проводится с предварительным подогревом детали. Это обеспечивает более глубокое взаимное проникновение слоев меди и усиливает прочность сварки.
Используется аргоновая сварка при ремонте медных конструкций, особенно эффективно использовать ее в труднодоступных местах. На производстве такой способ завоевал достойную репутацию. Но и в домашних условиях при наличии необходимого оборудования вполне можно производить сварочные работы. Кстати, при наличии сварочного аппарата инверторного типа и специальных плавких электродов для меди весь процесс сварки можно производить по аналогии со сваркой стали. Принципиальных отличий вы совершенно не заметите. Справедливости ради отметим, что вертикальный шов при таком способе выполнить будет намного сложнее, чем горизонтальный.
Пайка меди и труб из нее
В домашних условиях производить пайку меди предпочтительнее, чем выполнять иные способы сваривания. Особенно если вопрос касается медных труб, которые повсеместно используются при обустройстве систем отопления и кондиционирования. Здесь и опыт большой не потребуется, и навыки быстро можно приобрести. Даже начинающий мастер справится с пайкой при определенном старании и усидчивости, чего не скажешь об иных способах сварки. Для пайки вам потребуются:
- газовый баллон;
- газовая горелка (паяльник);
- припой.
Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.
Собственно говоря, это и есть весь набор инструментов. А сама сварка методом пайки проста. Сначала придется зачистить края детали и прогреть (необходимость этих моментов была рассмотрена выше). Непосредственно сварка заключается в наплавлении слоя припоя на края детали и последующем прогревании. За счет умелого прогревания происходит взаимное проникновение наплавленного слоя и самого металла детали. Единственная проблема при такой сварке – не допустить перегрева детали. Место пайки тоже предстоит проковать и подвергнуть отжигу. Даже в домашних условиях все эти процессы выполнить несложно. Куда сложнее выбрать припой для меди. В зависимости от температуры плавления, все припои можно разделить на две группы: низкотемпературные и высокотемпературные.
Низкотемпературные припои чаще всего имеют в своем составе несколько компонентов. За счет этого и достигается быстрота плавления припоя и скорость пайки. Нельзя сказать, что при использовании низкотемпературных припоев вы получите самый прочный шов. Он вполне способен выдерживать нагрузки, но место пайки будет отличаться от металла по своей структуре, что при определенных условиях может быть не совсем хорошо. В частности если изделие будет подвергаться частым перепадам температур или находиться в агрессивной среде, то стоит задуматься о целесообразности использования такого припоя.
Высокотемпературные припои реже содержат в себе иные металлы, зато они могут иметь иные присадки. Медно-фосфорные припои, например, дают швы особой прочности. Именно их и применяют при монтаже газопроводных систем и иных важных трубопроводов. И давление такие швы выдерживают высокое, и температурные перепады им нипочем. Но, увы, медь в домашних условиях спаять при помощи таких припоев значительно сложнее, поэтому прибегать к нему не рекомендуется.
http://youtu.be/yFvNQPiLfY0
Сварка меди с использованием флюсов, важное условие
Какая бы сварка меди ни проводилась: домашний это вариант работ или нет, флюсам необходимо уделить особое внимание. Флюсы – это вещества, которые защитят расплавленную медь от соединения с газами и не позволят образоваться окиси. Используются флюсы перед началом сварки и в ходе ее выполнения. Перед началом процесса сварки флюсы наносятся на края деталей, ими же обрабатывается и проволока для сварки или припоя. При высокой температуре флюсы, имеющие, по сравнению с медью, более низкую плотность, поднимутся на поверхность шва и станут своеобразным изолятором между медью и газами. При остывании из флюсов получается тонкий защитный слой. Опытные мастера советуют наносить флюсы и на внешнюю сторону деталей, аргументируя это необходимостью защищать изделия со всех сторон.